Activités : Ordres de grandeur#
Position du problème : Le but de cet exercice est d’estimer à l’échelle microscopique l’intensité des interactions coulombiennes et gravitationnelles de manière à les comparer.
Echelle microscopique#
Echelle atomique
On va considère un atome d’hydrogène et estimer l’intensité des deux interactions dans le cas proton-électron. On note r la distance proton-électron
Estimer l’intensité des deux forces gravitationnelle et électrostratique entre le proton et l’électron dans le cas d’une trajectoire circulaire.
Faire le rapport et en déduire que l’interaction gravitationnelle est négligeable à l’échelle atomique.
Important
A retenir
Pour une étude des phénomènes microscopiques, on aura tendance à négliger l’action de la gravitation. L’interaction électrostatique peut être répulsive ou attractive. Elle va donc favoriser l’association de charges de signes différents créant ainsi de la matière globalement neutre: les atomes et molécules. L’interaction électrostatique assure la cohésion de la matière à l’échelle microscopique.
Cohésion de la matière à l’échelle macroscopique#
Cohésion de la matière
Quand on augmente la taille du système, la matière s’organise en atomes et molécules. L’intensité de l’interaction électrostatique va-t-elle augmenter ou diminuer?
Quand on augmente la taille du système, l’interaction gravitationnelle va-t-elle augmenter ou diminuer?
A l’échelle des planètes, quelle interaction est prépondérante ?
A notre échelle, quelle interaction est prépondérante ?
Important
A retenir
La neutralité de la matière tend à diminuer l’interaction électrostatique pour des systèmes plus grand.
A l’inverse, plus la quantité de matière augmente, plus l’interaction gravitationnelle augmente : elle finit par prendre le pas sur l’interaction électrostatique
A notre échelle, aucune ne prend le pas sur l’autre.
A l’échelle planétaire, c’est l’interaction gravitationnelle qui est prépodérante.